財聯(lián)社（上海，編輯 黃君芝）訊，據(jù)報道，3D納米網(wǎng)絡(luò)有望成為現(xiàn)代固態(tài)物理學(xué)的一個新時代，在光子學(xué)、生物醫(yī)學(xué)和自旋電子學(xué)方面有許多應(yīng)用。三維磁性納米架構(gòu)的實現(xiàn)可以實現(xiàn)超高速、低能耗的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。
據(jù)了解，在這一系統(tǒng)中，由于相互競爭的磁相互作用，磁荷或磁單極子就會出現(xiàn)，它們可以被當(dāng)作移動的、二進制的信息載體使用。而近期，維也納大學(xué)的研究人員已經(jīng)設(shè)計出了第一個承載非結(jié)合磁電荷的三維人工自旋冰晶格。
不僅如此，發(fā)表在《NPJ計算材料》雜志上的研究結(jié)果還首次從理論上證明，在新的晶格中，磁單極子在室溫下是穩(wěn)定的，并且可以由外部磁場按需引導(dǎo)。
在這之前，科學(xué)家們在一類被稱為自旋冰的磁性材料中觀察到了新興的磁單極。然而，原子尺度和其穩(wěn)定性所需的低溫限制了其可控性。這帶來了二維人工自旋冰的發(fā)展，其中單原子矩被排列在不同格子上的磁性納米片所取代。然而，當(dāng)材料被限制在一個平面上時，它就不可能獲得獲得相同的物理特性。
因此，科學(xué)家們也一直在致力于研究如何將其擴展到三維幾何結(jié)構(gòu)上。這一次，在維也納大學(xué)Dieter Suess博士的帶領(lǐng)下，研究人員們終于設(shè)計出了第一個三維人造自旋冰晶格，它結(jié)合了原子和二維人造自旋冰的優(yōu)點。
據(jù)悉，研究人員在與維也納大學(xué)的納米磁學(xué)小組以及美國洛斯阿拉莫斯實驗室理論部的合作中，利用微電磁模擬研究了這種新晶格的優(yōu)點。在這里，平坦的二維納米片被磁性旋轉(zhuǎn)橢圓體所取代，并使用了高對稱性的三維晶格。
結(jié)果顯示，在他們的模擬中，一個磁單極通過施加外部磁場在晶格中傳播，證明了其作為信息載體在三維磁納米網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。他們說，“我們利用新晶格中的第三維和高對稱性來解除磁單極的束縛，并在所需的方向上移動它們，幾乎像真正的電子一樣?！?/p>
最后，該研究報告第一作者Florian Slanovc總結(jié)稱：“單極子在室溫及以上的熱穩(wěn)定性可以為突破性的新一代三維存儲技術(shù)奠定基礎(chǔ)。”
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